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Université Paris Sud - Paris XI (28/04/2005), Harry Bernas (Dir.)
SYNTHÈSE ASSISTÉE PAR FAISCEAUX D'IONS D'AGRÉGATS DANS
LES VERRES (ARGENT ET CHALCOGÉNURES DE PLOMB)
Roch Espiau De Lamaestre1
(28/04/2005)

La synthèse dans un verre d'agrégats métalliques ou semiconducteurs permet l'étude de leurs
propriétés intrinsèques et la réalisation de dispositifs pour l'optoélectronique. L'implantation ionique per-
met en principe de s'affranchir des limites de solubilité, mais permet-elle un contrôle de la densité, la taille
moyenne et de la distribution de tailles des agrégats réalisés ? Nous avons étudié les effets de l'implantation :
écart à l'équilibre thermodynamique, et dépôt d'énergie générateur de porteurs (électrons et trous) chargés.
Nous montrons l'importance de l'oxydoréduction due au passage et à l'arrêt des ions, et faisons varier la
densité d'énergie déposée pour induire des conditions réductrices favorables à la précipitation d'agrégats
métalliques. Le mécanisme d'agrégation de Ag dans le verre est analogue à celui de la photographie. Nous
avons ensuite étudié la croissance d'agrégats de semiconducteurs composés - les chalcogénures de plomb
(PbS, PbSe, PbTe), aux propriétés optiques intéressantes. Nous mettons en évidence les effets complexes de
la chimie redox des chalcogènes, et leur lien avec la perte de contrôle de la croissance d'agrégats synthétisés
après implantation séquentielle de Pb et S. Nous développons une nouvelle synthèse contrôlée d'agrégats de
PbS consistant, avant recuit, à implanter du soufre dans des verres au Pb. Le choix de la composition du
verre permet de contrôler la croissance, et l'implantation de S permet d'atteindre des fractions volumiques
importantes. Les propriétés d'émission optique de ces agrégats dans l'infrarouge (vers 1,5 µm) font appa-
raître une section efficace d'excitation très importante et l'existence d'un niveau d'"exciton noir".
1 :  CSNSM - Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse
Physique/Physique
nanocristaux – PbS – Ag – verre silicate – irradiation ionique – précipitation – lognormale – photoluminescence
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